NASA的新計畫可以讓天文學家更深入觀察星系團

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星系將自己組織在一個大的、通常是濃密的族群,稱為星系團。這些結構並不只是有興趣因為它們的大小,也因為它們允許我們去了解整個宇宙如何隨著歲月演進。

為了這個原因,科學家發布了邊境星場(Frontier Fields)計畫;一項計畫使用了哈伯望遠鏡對6個星系做長距離的觀察。這些觀察結合其他望遠鏡,對這些龐然大物製造出自觀察以來最先進的視野。

在NASA發表的最新照片中,我們得到對其中兩個星系的不同波長的觀察:MACS J0416.1-2403和MACS J0717.5+3745 (簡稱MACS J0416和MACS J0717)。這些照片使用哈伯光波望遠鏡、Chandra望遠鏡拍攝X射線輻射(藍色),以及美國國家科學基金會(NSF)的Jansky超大電波陣列(粉紅色)。這些照片顯示出這些星系如何活耀地合併、互動,以及與熱氣體氾濫於星系間的太空。

These two galaxy clusters are part of the "Frontier Fields" project, which uses some of the world's most powerful telescopes to study these giant structures with long observations. Galaxy clusters are enormous collections of hundreds or thousands of galaxies and vast reservoirs of hot gas embedded in massive clouds of dark matter. These images contain X-ray data from Chandra (blue), optical light from Hubble (red, green, and blue), and radio data from the Very Large Array (pink).
邊境地區星系團MACS J0416Photo credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/G. Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA

MACS J0416實際上是兩個互動中的星系,距離我們大約43億光年。它在天文學家的眼中已有很長一段時間,因為不清楚這兩個星系是正要合併,還是已經合併;直到現在。

由於結合的資料,發表於天文物理學期刊,科學家能夠證實這兩個星系在互動之前已經被(星系團)捕捉到。他們在追蹤星系間的熱氣體時,看到X射線輻射和星系的質量分布排列得很好。它們有待分離,如同在互動時所發生的事。

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These two galaxy clusters are part of the "Frontier Fields" project, which uses some of the world's most powerful telescopes to study these giant structures with long observations. Galaxy clusters are enormous collections of hundreds or thousands of galaxies and vast reservoirs of hot gas embedded in massive clouds of dark matter. These images contain X-ray data from Chandra (blue), optical light from Hubble (red, green, and blue), and radio data from the Very Large Array (pink).
邊境星場星系團MACS J0717 X-ray: NASA/CXC/SAO/van Weeren et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA

MACS J0717是已知最大的重力透鏡,它的質量分布在非常大片的天際,以致於能夠扭曲時空,並放大離它更遙遠的物體。這個星系團一項放大7個無線電波源的紀錄,是自觀察一個星系團以來最大的數目。

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但這不是支持它的唯一特徵。由多起碰撞所導致的大型無線電波弧震波的證據,這個星系(MACS J0717)看起來比MACS J0416更混亂以及更活躍。

邊境星場計畫產生了不可思議的成果,並期待有更多的到來。在2018年,NASA和歐洲太空總署(ESA)將發射更強大的詹姆士韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope),將邊境推向更遠,一路推到第一個星系。

來源: Iflscience